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    “網”納百川

    發布時間: 2019-07-04  點擊次數: 531次

    15年前,只有幾百個電站向德國電網送電,而在未來,德國將有數百萬個發電廠,這些太陽能電站、風電場、生物質發電廠和小型熱電聯產電廠將構成一個多元化的電網。為充分利用各類能源資源,德國電力公司RWE和慕尼黑電力公司基于西門子的技術,建立了虛擬發電廠。

    順應德國向可再生能源轉型的相關計劃要求德國在2050年之前將可再生能源發電的占比提高到80%。風能、光伏發電和生物質發電的快速發展,要求建立全新的電網基礎設施輸配電能。眼下德國的電力主要來自數量有限的大型電廠,但將來,德國將有數以百萬的小型分布式發電站并網發電。這將對當前的電力市場帶來沖擊。任何人只要在房頂裝上幾片光伏電池板,就可以成為“產消者”——既是發電者,也是用電者。

    分布式能源管理系統(DEMS)處理天氣、實時電價和用戶需求數據,然后為電廠生成預測數據和生產計劃。

    這進而要求新的軟件系統來控制和協調如此復雜的基礎設施。在這方面,目前業界流行一個炙手可熱的新詞“虛擬電廠”,它是指將一些小型發電站整合起來,集體發揮一座大型電廠的作用,從而克服單一風電和光伏發電設施特有的發電量時高時低問題。咨詢公司普華永道(PwC)的一項研究顯示,虛擬電廠在向可再生能源轉型的過程中將是*的要素。

    虛擬電廠的特點一如其名,它并不像傳統意義上的發電廠一樣存在于現實世界。虛擬電廠只是整合一系列小型電廠,利用先進的軟件運營這些小電廠,使它們如同一家大型電廠一般集體運轉。此類虛擬電廠可匯聚不計其數的風電場、光伏電站、生物質發電廠和熱電聯產電廠所生產的電能,因而未來將在向可再生能源轉型的過程中發揮舉足輕重的作用。德國大型電力公司RWE敏銳地認識到了虛擬電廠的戰略重要性,已于2008年開始在多特蒙德運營一個虛擬電廠。該電廠的“大腦”是西門子提供的“分布式能源管理系統”(DEMS)。DEMS可處理天氣數據、的電價信息和用戶需求數據,然后每小時為組成虛擬電廠的發電設施生成預測數據和生產計劃。

    如今這座以風電場為主、光伏電站和生物質發電廠為輔的虛擬電廠的總裝機容量已達到15萬千瓦。RWE代表電廠運營商在萊比錫的歐洲能源交易市場(EEX)或者以平衡電力供需為目的現貨市場上出售這些電能。在這兩個市場中,如果買方需要加急供應,賣方則可以獲得較高的電價。單個發電站本身由于規模過小而無法在EEX市場上交易電能,但是通過上述方式,它們可以享受高于德國《可再生能源法》規定的常規入網電價。

    將來,虛擬電廠不僅可以匯聚電力生產,還可以整合電力消耗,也就是不同的用電負荷。從電網的角度講,從電網中撤出部分負荷(例如關閉冷藏倉庫中的某個冷藏設備)與在電網中加入某臺發電機(例如啟動備用柴油發電機)并沒有什么不同,其結果都是有更多電能可供其他用戶使用。“將來我們會看到專門用于管理可開關負荷的虛擬電廠。”設在德國紐倫堡的西門子基礎設施與城市業務領域智能電網集團的虛擬電廠產品經理Thomas Werner博士表示。

    協調多元化的電力結構。慕尼黑電力公司也在運營一個較小的虛擬電廠,這個電廠同樣采用了DEMS系統。該公司整合的電廠總裝機容量超過兩萬千瓦,整合的電廠包括該公司自有的伊薩河水電站、五座熱電聯產電廠、一座風電場、一座光伏電站和幾臺備用柴油發電機。小的發電設備的產能僅為30千瓦時。接下來將加入該虛擬電廠的有一座生物質發電廠、一座地熱發電廠和若干可開關負荷的設備(例如大型泵機和冷藏倉庫)。據慕尼黑電力公司虛擬電廠項目負責人Markus Henle介紹,此項目的初衷并非實現大規模運營。其首要任務是在多類能源發電的協調,以及組織與運營流程的日常管理方面積累經驗。DEMS提高了預測和規劃工作的可靠性,由于計劃內電力生產在電力市場上可以帶來更高的收益,因而DEMS帶來了創造價值的新機會。

    整合的能源形式越多,就越易于平衡供需關系。正因如此,眼下涌現出越來越多的電力整合商,它們將小型發電站整合起來,有時要通過提供大大高于《可再生能源法》強制規定的低入網電價的價格來吸引發電機構。這令政府頗為頭痛,因為它意味著電廠運營商從中享受雙重優待。德國計劃2013年初出臺的《可再生能源法》修訂案將遏制上述現象,但這樣一來,虛擬電廠市場的日子可能就要難過了。

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